Den ballistiske koeffisienten jsb (forkortet BC) til en kropp er et mål på dens evne til å overvinne luftmotstand under flukt. Den er omvendt proporsjonal med negativ akselerasjon: et større tall indikerer mindre negativ akselerasjon, og prosjektilets motstand er direkte proporsjonal med massen.
En liten historie
I 1537 avfyrte Niccolò Tartaglia flere testskudd for å bestemme maksimal vinkel og rekkevidde til en kule. Tartaglia kom til at vinkelen er 45 grader. Matematikeren bemerket at banen til skuddet bøyer seg konstant.
I 1636 publiserte Galileo Galilei sine resultater i Dialogues on the Two New Sciences. Han oppdaget at et fallende legeme har en konstant akselerasjon. Dette tillot Galileo å vise at kulens bane var buet.
Rundt 1665 oppdaget Isaac Newton loven om luftmotstand. Newton brukte luft og væsker i sine eksperimenter. Han viste at motstanden mot et skudd øker proporsjon alt med tettheten til luften (eller væsken), tverrsnittsarealet og kulens vekt. Newtons eksperimenter ble utført kun ved lave hastigheter - opp til ca. 260 m/s (853fot/s).
I 1718 utfordret John Keel Continental Mathematics. Han ønsket å finne kurven som prosjektilet kunne beskrive i luften. Dette problemet antar at luftmotstanden øker eksponentielt med prosjektilhastigheten. Keel kunne ikke finne en løsning på denne vanskelige oppgaven. Men Johann Bernoulli påtok seg å løse dette vanskelige problemet og fant like etter ligningen. Han innså at luftmotstanden varierte som "hvilken som helst kraft" av hastighet. Senere ble dette beviset kjent som "Bernoullis ligning". Det er dette som er forløperen til konseptet "standardprosjektil".
Historiske oppfinnelser
I 1742 skapte Benjamin Robins den ballistiske pendelen. Det var en enkel mekanisk enhet som kunne måle hastigheten til et prosjektil. Robins rapporterte kulehastigheter fra 1400 ft/s (427 m/s) til 1700 ft/s (518 m/s). I sin bok New Principles of Shooting, utgitt samme år, brukte han Eulers numeriske integrasjon og fant ut at luftmotstanden "varierer som kvadratet av prosjektilets hastighet."
I 1753 viste Leonhard Euler hvordan teoretiske baner kunne beregnes ved å bruke Bernoullis ligning. Men denne teorien kan bare brukes for motstand, som endres som kvadratet av hastighet.
I 1844 ble den elektroballistiske kronografen oppfunnet. I 1867 viste denne enheten flytiden til en kule med en nøyaktighet på en tiendedels sekund.
Testkjøring
I mange land og deres væpnedestyrker siden midten av 1700-tallet har prøveskudd blitt utført med stor ammunisjon for å bestemme motstandsegenskapene til hvert enkelt prosjektil. Disse individuelle testeksperimentene ble registrert i omfattende ballistiske tabeller.
Seriøse tester ble utført i England (Francis Bashforth var testeren, selve eksperimentet ble utført på Woolwich Marshes i 1864). Prosjektilet utviklet en hastighet på opptil 2800 m/s. Friedrich Krupp i 1930 (Tyskland) fortsatte å teste.
Skjellene i seg selv var solide, litt konvekse, spissen hadde en konisk form. Størrelsene deres varierte fra 75 mm (0,3 tommer) med en vekt på 3 kg (6,6 pund) til 254 mm (10 tommer) med en vekt på 187 kg (412,3 pund).
Metoder og standardprosjektil
Mange militære før 1860-tallet brukte kalkulasjonsmetoden for å bestemme banen til et prosjektil korrekt. Denne metoden, som var egnet for å beregne kun én bane, ble utført manuelt. For å gjøre beregninger mye enklere og raskere, har man begynt forskning for å lage en teoretisk motstandsmodell. Forskning har ført til en betydelig forenkling av eksperimentell prosessering. Dette var "standard prosjektil"-konseptet. Ballistiske tabeller ble satt sammen for et konstruert prosjektil med en gitt vekt og form, spesifikke dimensjoner og et visst kaliber. Dette gjorde det lettere å beregne den ballistiske koeffisienten til et standardprosjektil som kunne bevege seg gjennom atmosfæren i henhold til en matematisk formel.
Bordballistisk koeffisient
Ovennevnte ballistiske tabeller inkluderer vanligvis funksjoner som: lufttetthet, flukttidspunkt for prosjektilet i rekkevidde, rekkevidde, grad av avgang for prosjektilet fra en gitt bane, vekt og diameter. Disse tallene letter beregningen av ballistiske formler, som er nødvendige for å beregne munningshastigheten til prosjektilet i rekkevidden og flyveien.
Bashforth-løp fra 1870 avfyrte et prosjektil med en hastighet på 2800 m/s. For beregninger brukte Mayevsky Bashfort- og Krupp-tabellene, som inkluderte opptil 6 soner med begrenset tilgang. Forskeren unnfanget den syvende restriksjonssonen og strakte Bashfort-sjaktene opp til 1100 m/s (3609 fot/s). Mayevsky konverterte dataene fra imperiale enheter til metriske (for øyeblikket SI-enheter).
I 1884 sendte James Ingalls inn tønnene sine til US Army Ordnance Circular ved å bruke Mayevsky-bord. Ingalls utvidet de ballistiske tønnene til 5000 m/s, som var innenfor den åttende restriksjonssonen, men fortsatt med samme verdi på n (1,55) som Mayevskys 7. restriksjonssone. Allerede fullt forbedrede ballistiske tabeller ble publisert i 1909. I 1971 beregnet Sierra Bullet-selskapet sine ballistiske tabeller for 9 begrensede soner, men bare innenfor 4400 fot per sekund (1341 m/s). Denne sonen har dødelig kraft. Se for deg et 2 kg prosjektil som reiser med 1341 m/s.
Majewski-metoden
Vi har allerede nevnt litt ovenfordette etternavnet, men la oss vurdere hva slags metode denne personen kom opp med. I 1872 publiserte Mayevsky en rapport om Trité Balistique Extérieure. Ved å bruke sine ballistiske tabeller, sammen med Bashforths tabeller fra rapporten fra 1870, skapte Mayevsky en analytisk matematisk formel som beregnet luftmotstanden for prosjektilet i form av log A og verdien av n. Selv om forskeren i matematikk brukte en annen tilnærming enn Bashforth, var de resulterende beregningene av luftmotstand de samme. Mayevsky foreslo konseptet med en begrenset sone. Mens han utforsket, oppdaget han den sjette sonen.
Rundt 1886 publiserte generalen resultatene av en diskusjon om forsøkene til M. Krupp (1880). Selv om prosjektilene som ble brukt varierte mye i kaliber, hadde de stort sett samme proporsjoner som standardprosjektilet, 3 meter langt og 2 meter i radius.
Siacci-metode
I 1880 publiserte oberst Francesco Siacci sin Balistica. Siacci foreslo at luftmotstanden og tettheten øker når prosjektilhastigheten øker.
Siacci-metoden var beregnet på flate brannbaner med avbøyningsvinkler på mindre enn 20 grader. Han fant ut at en så liten vinkel ikke tillater at lufttettheten har en konstant verdi. Ved å bruke tabellene til Bashforth og Mayevsky skapte Siacci en 4-soners modell. Francesco brukte et standard prosjektil som general Mayevsky laget.
Bullet Coefficient
Bullet Coefficient (BC) er i utgangspunktet et mål påhvor rasjonalisert kulen er, det vil si hvor godt den skjærer gjennom luften. Matematisk er dette forholdet mellom kulens egenvekt og formfaktoren. Ballistisk koeffisient er i hovedsak et mål på luftmotstand. Jo høyere tall, jo lavere motstand, og jo mer effektiv er kulen gjennom luften.
En mening til - BC. Indikatoren bestemmer banen og avdriften til vinden når andre faktorer er like. BC endres med formen på kulen og hastigheten den beveger seg med. "Spitzer", som betyr "spiss", er en mer effektiv form enn "rund nese" eller "flat spiss". I den andre enden av kulen reduserer båtens hale (eller koniske fot) luftmotstanden sammenlignet med en flat base. Begge øker punkt BC.
Bullet Range
Selvfølgelig er hver kule forskjellig og har sin egen hastighet og rekkevidde. Et rifleskudd i en vinkel på ca 30 grader vil gi den lengste flyavstanden. Dette er en veldig god vinkel som en tilnærming til optimal ytelse. Mange antar at 45 grader er den beste vinkelen, men det er det ikke. Kulen er underlagt fysikkens lover og alle naturkrefter som kan forstyrre et nøyaktig skudd.
Etter at kulen forlater fatet, begynner tyngdekraften og luftmotstanden å virke mot startenergien til munningsbølgen, og dødelig kraft utvikles. Det er andre faktorer, men disse to har størst innvirkning. Så snart kulen forlater løpet, begynner den å miste horisontal energi på grunn av luftmotstand. Noen mennesker vil fortelle deg at kulen stiger når den forlater løpet, men dette er bare sant hvis løpet ble plassert på skrå når den ble avfyrt, noe som ofte er tilfelle. Hvis du skyter horisont alt mot bakken og samtidig kaster kulen oppover, vil begge prosjektilene treffe bakken nesten samtidig (minus den lille differensialen forårsaket av bakkens krumning og det svake fall i vertikalakselerasjonen).
Hvis du retter våpenet ditt i en vinkel på rundt 30 grader, vil kulen reise mye lenger enn mange tror, og selv et lavenergivåpen som en pistol vil sende kulen over én mil. Et prosjektil fra en kraftig rifle kan reise omtrent 3 mil på 6–7 sekunder, så du bør aldri skyte opp i luften.
Ballistisk koeffisient for pneumatiske kuler
Pneumatiske kuler ble ikke designet for å treffe et mål, men for å stoppe et mål eller gjøre noen mindre fysisk skade. I denne forbindelse er de fleste kuler for pneumatiske våpen laget av bly, siden dette materialet er veldig mykt, lett og gir prosjektilet en liten starthastighet. De vanligste typene kuler (kaliber) er 4,5 mm og 5,5. Selvfølgelig ble det også laget større kaliber - 12,7 mm. Når du tar et skudd fra en slik pneumatikk og en slik kule, må du tenke på sikkerheten til utenforstående. For eksempel er ballformede kuler laget for rekreasjonslek. I de fleste tilfeller er denne typen prosjektiler belagt med kobber eller sink for å unngå korrosjon.